KR20140035190A - Apparatus and method for measuring optical center in camera module - Google Patents

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KR20140035190A KR1020120101759A KR20120101759A KR20140035190A KR 20140035190 A KR20140035190 A KR 20140035190A KR 1020120101759 A KR1020120101759 A KR 1020120101759A KR 20120101759 A KR20120101759 A KR 20120101759A KR 20140035190 A KR20140035190 A KR 20140035190A
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Abstract

Disclosed are a device and a method for measuring the center of a lens in a camera module. The method for measuring the center of a lens in a camera module, in accordance with an embodiment of the present invention, includes a step of receiving a target image photographed by the camera module; a step of modeling a Gaussian distribution image; a step of generating error data, which is the difference between a pixel value of the target image and a pixel value of the Gaussian distribution image, on a center point and a plurality of pixels around the center point based on the center point of the target image; and a step of determining the center of the lens of the camera module by using the error data. [Reference numerals] (10) Target image receiving unit; (20) Modeling unit; (30) Error generating unit; (40) Center determining unit

Description

카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING OPTICAL CENTER IN CAMERA MODULE}Apparatus and method for measuring lens center of camera module {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING OPTICAL CENTER IN CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a lens center measuring apparatus and method of the camera module.

일반적으로, 카메라 모듈(camera module)에서는 센서에 맺히는 렌즈의 중심부 상의 위치를 렌즈 중심부(optical center)라 한다.In general, in a camera module, the position on the center of the lens to be attached to the sensor is called the optical center.

종래에는 영상에서 같은 한계값(threshold)를 가지는 둥근 범위에 대해 센트로이드(centroid)를 구하는 방식을 사용하여 렌즈 중심부를 측정하였는데, 이는 영상의 노이즈와 렌즈 셰이딩(lens shading)의 균일도 등에 심하게 영향을 받게 된다. 또한 셰이딩 자체는 영상에 전체적으로 퍼져 있는데, 측정대상은 그 중 같은 한계값을 가지는 일부분만을 취하므로, 한계값의 설정에 따른 편차가 심하게 나타나는 문제점이 있다.
Conventionally, the center of the lens is measured using a method of obtaining a centroid for a rounded range having the same threshold in an image, which greatly affects the noise of the image and the uniformity of lens shading. Will receive. In addition, the shading itself is spread throughout the image. Since the measurement target takes only a portion having the same threshold value, there is a problem in that the deviation is severe depending on the setting of the threshold value.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 렌즈 셰이딩의 전체분포를 대상으로 렌즈 중심부를 측정하는 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
The technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for measuring the center of the lens of the camera module for measuring the center of the lens for the entire distribution of the lens shading.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 렌즈 중심부 측정장치는, 카메라 모듈이 촬영한 타겟영상을 수신하는 수신부; 가우시안 분포영상을 모델링하는 모델링부; 상기 타겟영상의 픽셀값과 상기 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이인 에러데이터를 생성하는 생성부; 및 상기 에러데이터를 이용하여 상기 카메라 모듈의 렌즈 중심부를 결정하는 결정부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the lens center measuring apparatus of an embodiment of the present invention, the receiver for receiving a target image photographed by the camera module; A modeling unit modeling a Gaussian distribution image; A generation unit generating error data which is a difference between a pixel value of the target image and a pixel value of the Gaussian distribution image; And a determination unit that determines a lens center of the camera module by using the error data.

본 발명의 일실시예에서, 상기 타겟영상은, 발광 다이오드(LED) 조명을 상기 카메라 모듈이 촬영한 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the target image, the light emitting diode (LED) may be taken by the camera module.

본 발명의 일실시예에서, 상기 가우시안 분포영상은, 상기 타겟영상과 유사한 비네팅 분포를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Gaussian distribution image may have a vignetting distribution similar to the target image.

본 발명의 일실시예에서, 상기 생성부는, 상기 타겟영상의 중심점을 기준으로, 중심점 및 그 주위의 복수의 픽셀에 대해 에러데이터를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the generation unit, based on the center point of the target image, may generate error data for the center point and a plurality of pixels around the target point.

본 발명의 일실시예에서, 상기 결정부는, 상기 복수의 픽셀의 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 렌즈 중심부로 결정할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the determination unit may determine a pixel at which the sum of error data of the plurality of pixels is the minimum as the lens center.

또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 렌즈 중심부 측정방법은, 카메라 모듈이 촬영한 타겟영상을 수신하는 단계; 가우시안 분포영상을 모델링하는 단계; 상기 타겟영상의 중심점을 기준으로, 중심점 및 그 주위의 복수의 픽셀에 대해, 상기 타겟영상의 픽셀값과 상기 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이인 에러데이터를 생성하는 단계; 및 상기 에러데이터를 이용하여 상기 카메라 모듈의 렌즈 중심부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, to solve the above technical problem, the lens center measuring method of an embodiment of the present invention, the step of receiving a target image photographed by the camera module; Modeling a Gaussian distribution image; Generating error data, which is a difference between a pixel value of the target image and a pixel value of the Gaussian distribution image, with respect to the center point and a plurality of pixels around the center point based on the center point of the target image; And determining the lens center of the camera module using the error data.

본 발명의 일실시예에서, 상기 렌즈 중심부를 결정하는 단계는, 상기 복수의 픽셀의 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 렌즈 중심부로 결정할 수 있다.
In an embodiment of the present disclosure, the determining of the lens center may include determining, as the lens center, a pixel having a minimum sum of error data of the plurality of pixels.

카메라 모듈 렌즈의 정확한 렌즈 중심부를 결정하도록 하며, 이에 따라 측정오차에 의한 카메라 모듈의 불량률을 낮추도록 하는 효과가 있다.To determine the correct lens center of the camera module lens, thereby reducing the defective rate of the camera module due to the measurement error.

또한, 카메라 모듈의 광학적 성능에 문제가 발생한 경우, 렌즈 중심부의 보다 정확한 측정에 의해, 렌즈가 광학적 성능에 영향을 미치고 있는지를 명확하게 검증하도록 하는 효과가 있다.
In addition, when a problem occurs in the optical performance of the camera module, there is an effect to clearly verify whether the lens affects the optical performance by more accurate measurement of the lens center.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정장치의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예의 타겟영상 수신부가 수신하는 타겟영상의 일예시도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예의 모델링부가 모델링하는 가우시안 분포 영상의 일예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 에러생성부가 생성하는 에러데이터의 일예를 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 중심결정부가 결정하는 중심점에서의 에러데이터의 일예를 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram of a lens center measuring apparatus of a camera module according to an embodiment of the present invention.
2A is an exemplary view of a target image received by a target image receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an example of a Gaussian distribution image modeled by a modeling unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an example of the error data generated by the error generation unit of an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an example of error data at the center point determined by the center determination unit according to the exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a lens center measuring method of a camera module according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a lens center measuring apparatus of a camera module according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 측정장치는, 타겟영상 수신부(10), 모델링부(20), 에러생성부(30) 및 중심결정부(40)를 포함한다. As shown in the figure, the measuring apparatus of an embodiment of the present invention, the target image receiving unit 10, the modeling unit 20, the error generating unit 30 and the center determination unit 40.

타겟영상 수신부(10)는 본 발명의 일실시예가 적용되는 카메라 모듈(도시되지 않음)을 통해 타겟영상을 취득한다. The target image receiver 10 acquires a target image through a camera module (not shown) to which an embodiment of the present invention is applied.

카메라 모듈은, 렌즈를 통해 입사되는 영상을 센싱하는 모듈로서, 렌즈 및 센서부를 포함하지만, 이의 구성은 본 발명의 일실시예와는 무관하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다.The camera module is a module for sensing an image incident through a lens, and includes a lens and a sensor unit, but a configuration thereof is irrelevant to an embodiment of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일실시예의 타겟영상 수신부(10)는, 발광 다이오드(LED) 조명을 카메라 모듈이 촬영하여 획득하고, 이를 카메라 모듈로부터 수신하는 것이다. 이와 같은 타겟영상은, 계조(gradation)가 렌즈의 특성에 의해서만 영향을 받게 되는 영상으로서, 비네팅(vinetting) 방식으로 구성된다. The target image receiving unit 10 according to an embodiment of the present invention is obtained by capturing a light emitting diode (LED) light by a camera module and receiving it from the camera module. Such a target image is an image in which gradation is affected only by the characteristics of the lens, and is configured in a vignetting method.

모델링부(20)는, 타겟영상과 유사한 비네팅 분포를 가지는 가우시안(Gaussian) 분포영상을 모델링한다. 이때, 다음 수학식을 이용하여 가우시안 분포영상의 모델링을 수행한다.The modeling unit 20 models a Gaussian distribution image having a vignetting distribution similar to the target image. At this time, a Gaussian distribution image is modeled using the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

이때 σ는 분포 가중치(weight of distribution)이고, δ는 마스크 크기(mask size)이다.Where σ is the weight of distribution and δ is the mask size.

도 2a는 본 발명의 일실시예의 타겟영상 수신부가 수신하는 타겟영상의 일예시도이고, 도 2b는 본 발명의 일실시예의 모델링부가 모델링하는 가우시안 분포 영상의 일예시도이다. 본 발명의 일실시예의 설명을 위하여, 타겟영상으로서 흑백영상이 도시되어 있으나, 컬러영상일 수도 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하다 할 것이다.2A is an exemplary view of a target image received by a target image receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an example of a Gaussian distribution image modeled by a modeling unit according to an embodiment of the present invention. For the purpose of describing an embodiment of the present invention, a black and white image is shown as a target image, but it may be a color image, which will be apparent to those skilled in the art.

에러생성부(30)는 이 두 영상을 타겟영상의 중심점을 기준으로 정렬(align)하여, 에러데이터를 생성한다. 즉 타겟영상의 픽셀값과, 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이(에러)를 결정한다.The error generator 30 aligns the two images with respect to the center point of the target image to generate error data. That is, the difference (error) between the pixel value of the target image and the pixel value of the Gaussian distribution image is determined.

도 3은 본 발명의 일실시예의 에러생성부(30)가 생성하는 에러데이터의 일예를 설명하기 위한 것이다.3 illustrates an example of error data generated by the error generator 30 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 가우시안 분포영상의 픽셀에 대한 밝기는 일정한 값을 가지며, 타겟영상의 중심점을 변화하면서 가우시안 분포영상에 대한 에러데이터를 생성하는 것이다. 도 3에서는, 에러데이터는 예를 들어 A 내지 D일 수 있다.As shown in the figure, the brightness of a pixel of a Gaussian distribution image has a constant value, and the error data of the Gaussian distribution image is generated while changing the center point of the target image. In FIG. 3, the error data may be A to D, for example.

에러생성부(30)는, 이와 같은 에러데이터를 타겟영상의 중심점을 기준으로, 주위의 픽셀로 변경하면서 생성할 수 있다. 즉, 타겟영상과 가우시안 분포영상의 에러데이터를, 미리 설정한 픽셀수에 대해 생성할 수 있으며, 예를 들어, 중심점을 100픽셀로 한정하여 에러데이터를 생성할 수 있을 것이다. 이는, 타겟영상의 중심점은 결정되어 있으므로, 그 주위의 픽셀에 대해서만 에러데이터를 생성하여도 무방하다는 점에서 기인한 것이다.The error generator 30 may generate such error data while changing to surrounding pixels based on the center point of the target image. That is, the error data of the target image and the Gaussian distribution image may be generated with respect to a preset number of pixels. For example, the error data may be generated by limiting the center point to 100 pixels. This is because the center point of the target image is determined, so that error data may be generated only for the pixels around the target image.

중심결정부(40)는, 에러생성부(30)가 생성한 에러데이터를 이용하여, 카메라 모듈의 렌즈의 중심을 결정한다. 즉, 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 카메라 모듈의 렌즈의 중심부로 결정할 수 있다. The center determiner 40 determines the center of the lens of the camera module by using the error data generated by the error generator 30. That is, the pixel at which the sum of error data is minimum may be determined as the center of the lens of the camera module.

도 4는 본 발명의 일실시예의 중심결정부(40)가 결정하는 중심점에서의 에러데이터의 일예를 설명하기 위한 것이다. 4 illustrates an example of error data at the center point determined by the center determination unit 40 according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 중심결정부(40)는, 타겟영상과 가우시안 분포영상의 차이인 에러데이터의 합이 최소가 되는 지점을 렌즈 중심부로 결정하며, 도 4에서는 에러데이터가 거의 존재하지 않으므로, 이 중심점이 렌즈의 중심부가 되는 것이다.
As shown in the figure, the center determination unit 40 according to an embodiment of the present invention determines the point where the sum of the error data, which is the difference between the target image and the Gaussian distribution image, is minimized, and the error is shown in FIG. 4. Since little data exists, this center point becomes the center of the lens.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 렌즈 중심부 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a lens center measuring method of a camera module according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 방법은, 먼저 타겟영상 수신부(10)가 카메라 모듈(도시되지 않음)이 취득한 타겟영상을 이를 수신한다(S51). 타겟영상의 취득은, 카메라 모듈이 LED 조명을 촬영하는 것에 의해 취득할 수 있음은, 이미 설명한 바와 같다.As shown in the figure, in the method of the exemplary embodiment of the present invention, the target image receiving unit 10 first receives the target image acquired by the camera module (not shown) (S51). Acquisition of the target image can be acquired by taking a picture of LED illumination by a camera module, as already demonstrated.

이후, 모델링부(20)는, 위의 수학식 1을 이용하여 가우시안 분포영상을 모델링하고(S52), 에러생성부(30)는 타겟영상의 중심점을 기준으로, 타겟영상과 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이인 에러데이터를 생성한다(S53). Thereafter, the modeling unit 20 models the Gaussian distribution image using Equation 1 above (S52), and the error generator 30 bases the pixels of the target image and the Gaussian distribution image on the basis of the center point of the target image. Error data that is a difference between the values is generated (S53).

에러생성부(30)는 이와 같은 에러데이터를 타겟영상의 중심점을 변경하면서 생성하는데, 타겟영상과 가우시안 분포영상의 에러데이터를, 미리 설정한 픽셀수에 대해 생성할 수 있다. 즉, 타겟영상의 중심점을 기준으로 미리 설정한 픽셀수만큼 에러데이터를 생성한 경우(S54), 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 카메라 모듈의 렌즈의 중심부로 결정할 수 있다(S55).The error generator 30 generates such error data while changing the center point of the target image. The error generator 30 may generate error data of the target image and the Gaussian distribution image with respect to a preset number of pixels. That is, when error data is generated by the number of pixels preset based on the center point of the target image (S54), the pixel at which the sum of the error data is minimum may be determined as the center of the lens of the camera module (S55).

이와 같은 본 발명의 일실시예에 의해, 카메라 모듈 렌즈의 정확한 렌즈 중심부를 결정할 수 있다.
According to this embodiment of the present invention, it is possible to determine the correct lens center of the camera module lens.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: 타겟영상 수신부 20: 모델링부
30: 에러생성부 40: 중심결정부10: target image receiving unit 20: modeling unit
30: error generating unit 40: center determination unit

Claims (7)

카메라 모듈이 촬영한 타겟영상을 수신하는 수신부;
가우시안 분포영상을 모델링하는 모델링부;
상기 타겟영상의 픽셀값과 상기 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이인 에러데이터를 생성하는 생성부; 및
상기 에러데이터를 이용하여 상기 카메라 모듈의 렌즈 중심부를 결정하는 결정부를 포함하는 렌즈 중심부 측정장치.
Receiving unit for receiving the target image photographed by the camera module;
A modeling unit modeling a Gaussian distribution image;
A generation unit generating error data which is a difference between a pixel value of the target image and a pixel value of the Gaussian distribution image; And
And a determination unit which determines a lens center of the camera module by using the error data.
제1항에 있어서, 상기 타겟영상은,
발광 다이오드(LED) 조명을 상기 카메라 모듈이 촬영한 것인 렌즈 중심부 측정장치.
The method of claim 1, wherein the target image,
A lens center measurement apparatus, wherein the camera module photographed a light emitting diode (LED) light.
제1항에 있어서, 상기 가우시안 분포영상은,
상기 타겟영상과 유사한 비네팅 분포를 가지는 렌즈 중심부 측정장치.
The method of claim 1, wherein the Gaussian distribution image,
Lens center measurement apparatus having a vignetting distribution similar to the target image.
제1항에 있어서, 상기 생성부는,
상기 타겟영상의 중심점을 기준으로, 중심점 및 그 주위의 복수의 픽셀에 대해 에러데이터를 생성하는 렌즈 중심부 측정장치.
The method of claim 1, wherein the generation unit,
A lens center measuring apparatus for generating error data with respect to a center point and a plurality of pixels around the center point of the target image.
제4항에 있어서, 상기 결정부는,
상기 복수의 픽셀의 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 렌즈 중심부로 결정하는 렌즈 중심부 측정장치.
The method of claim 4, wherein the determining unit,
And a lens center measuring device for determining a pixel having a minimum sum of error data of the plurality of pixels as a lens center.
카메라 모듈이 촬영한 타겟영상을 수신하는 단계;
가우시안 분포영상을 모델링하는 단계;
상기 타겟영상의 중심점을 기준으로, 중심점 및 그 주위의 복수의 픽셀에 대해, 상기 타겟영상의 픽셀값과 상기 가우시안 분포영상의 픽셀값의 차이인 에러데이터를 생성하는 단계; 및
상기 에러데이터를 이용하여 상기 카메라 모듈의 렌즈 중심부를 결정하는 단계를 포함하는 렌즈 중심부 측정방법.
Receiving a target image captured by the camera module;
Modeling a Gaussian distribution image;
Generating error data, which is a difference between a pixel value of the target image and a pixel value of the Gaussian distribution image, with respect to the center point and a plurality of pixels around the center point based on the center point of the target image; And
And determining the lens center of the camera module by using the error data.
제6항에 있어서, 상기 렌즈 중심부를 결정하는 단계는,
상기 복수의 픽셀의 에러데이터의 합이 최소가 되는 픽셀을 렌즈 중심부로 결정하는 렌즈 중심부 측정방법.The method of claim 6, wherein determining the center of the lens,
A lens center measurement method for determining, as a lens center, a pixel at which the sum of error data of the plurality of pixels is minimum.
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